6.3表面粗糙度解析

Zi
Raห้องสมุดไป่ตู้
Ra 1 Z ( x) dx Ra 1 Zi n i1 lr 0
Z(x)
lr
n
算术平均 偏差Ra
X lr
图6.3.6
（2）轮廓的最大高度 Rz
峰顶线
Z(x)
Z P1
ZPmax
在lr内
Rz ZP max ZV min
中线
Rz
Z v1
lr
Z v2
X
Z vmax
最大高度Rz
摘自GB/T1031-2009
支承长度率 Rmr(c) (％) 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90
轮廓单元的平
宽度RSm／μm
0.006 0.012 0.025 0.050 0.100 0.200 0.400 0.800 1.600 0 5 0 0 0 0 0 0 0 3.2 6.3 12.5
（3）基准线— 中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的 基准线（图6.3.4所示）。
图6.3.4
1）轮廓最小二乘中线(m)— 在lr内，使轮廓上各点至该线的距离Zi平 方和为最小。 n 2 lr 2 Z i min Z ( x ) dx 0 i1 Z(x) 最小二 zi 乘中线


x
lr
（2.）评定长度 ln— 评定长度是指测量或评定表面粗糙度轮廓 时规定的一段最小的测量长度。 为什么要规定一段最小的测量长度 ln ？ 因为表面的峰谷和间距的不均匀性，为了 可靠地反映表面粗糙度轮廓的特性。
一般 ln＝ 5 lr (连续的) ;
若被测表面比较均匀时， ln < 5 lr ; 若被测表面不均匀时， ln > 5 lr 。
图6.3.5 最小二乘中 线
X
2）轮廓算术平均中线— 在 lr 内 ，
F1 F2 ... Fi Fi
1 m
n
S1 S2 ... S j S j
Z(x)
F1
1
F2
Fi
算术平均 中线
S1
S2
lr
Sj
X
2 . 评定参数 幅度参数（高度参数） （1）轮廓的算术平均偏差 Ra — 在lr内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术 平均值(见下图）。
Rz —轮廓最大高度 Rsm — 轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率
图6.3.8 不同形状轮廓的支承长度率
6.3.3 表面粗糙度轮廓的参数数值及其选用
表面粗糙度轮廓的参数数值
表6.3.1表面粗糙度评定参数值系列
轮廓算术平均 偏差Ra／μm 0.025 0.050 0.100 0.200 0.400 0.800 1.600 3.200 6.3 12.5 25.0 50.0 100.0 轮廓最大高度 Rz／μm 0.025 0.050 0.100 0.200 0.400 0.800 1.600 3.200 6.300 12.5 25.0 50.0 100.0 200.0 400.0 800.0 1 600.0 均
另外，对密封性、 接触刚度和零件的外观 等都有很大影响。
图 6.3.3 图 6.3.2
6.3.2 表面粗糙度的评定
1. 评定基准 （1） 取样长度 lr — 取样长度是指测量或评定表面粗糙度轮廓 时规定的一段基准线长度。 为什么要规定取样长度lr
？
1）为了限制或减弱表面波纹度轮廓， 2）排除形状误差等， 对表面粗糙度轮廓测量的影响。
机械制造基础
第6章 几何量公差
6.3表面粗糙度
6.3.1 基本概念
1、基本概念
几何特性包括尺寸误差、形状误差、粗糙度和波纹度等；粗糙 度和波纹度都属于微观几何形状误差，波纹度是间距大于粗糙度但 小于形状误差的表面几何不平度。它们严重影响产品的质量和使用 寿命，因此，在技术产品文件中必须对表面特征提出要求。
图6.3.6
谷底线
（3）间距参数--轮廓单元的平均宽度 Rsm:
轮廓单元: 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合(图6.3.7)。 轮廓单元宽度: 中线与一个轮廓单元相交线段的长度。
轮廓单元的平均宽度 Rsm: 在 lr 内，轮廓单元宽度Xsi的平均值。
Rsm 1 m Xsi m i 1
轮 廓 宽 度 7
粗糙度轮廓是对原始轮廓应用λc滤波器抑制长波成分以 后形成的轮廓。 波纹度轮廓是对原始轮廓连续应用λf和λc以后形成的轮廓，
原始轮廓是对实际轮廓应用短波滤波器λs之后的总的轮廓．
实际表面轮廓经轮廓滤波器滤波后分为：
表面粗糙度
指零件表面的微观几何形状
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表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（ Z）高 低程度和间距（S）状况。
一般按S分： 间距S
S＜1mm 为表面粗糙度轮廓；
1≤S≤10mm为表面 波纹度轮廓；
S＞10mm为 f形状.。 高低
Z
表面粗糙度轮廓的产生： (1) 切削后遗留 的刀痕；
(2) 切削过程中切屑分离时的塑性变形； (3) 以及机床等工装系统的振动等。
3.表面粗糙度轮廓对零件使用性能的影响 （1） 对摩擦和磨损的影响 表面不是越光越好。 （2）对配合性质的影响 （3）对抗疲劳强度的影响 （4） 对抗腐蚀性的影响
表面粗糙度轮廓评定参数共 4个： Ra —轮廓算术平均偏差 基本参数 2个
附加参数 (辅助参数) 2 个
Rmr(c)是与轮廓曲线形状相关的评定参数，当c值一定时， Rmr(c)值愈大，则支承能力和耐磨性越好，如图6.3.8所示。 在评定零件的表面粗糙度时，轮廓间距小于0.01l的轮廓单峰 间距值不计入o
图6.3.1 表面几何形状误差
2.表面结构术语及定义 (1)一般术语及定义
粗糙度轮廓、波纹度轮廓和原始轮廓构成零件的表面特征， 称为表面结构。国家标准以这三种轮廓为基础．建立了一系列参 数，定量地描述对表面结构的要求，并能用仪器检测有关参数值， 以评定实际表面是否合格． 三种轮廓和传输带 划分三种轮廓的基础是波长，每种轮廓都定义于一定的波长 范围内，这个波长范围称为该轮廓的传输带；传输带用截止短波 波长值和截止长波波长值表示，例如0.0025-0.8(单位为mm)。
中线
图6.3.7a)
l r
混合参数（形状参数） (4)轮廓的支承长度率Rmr(C) — 在给定的轮廓截面高度 C 上，轮廓的实体材料 长度Ml(C)与ln的比率（图6.3.7b)）。
Rm r(c) bi / ln Ml(C) / ln
i 1
n
轮廓截面 高度C:
C = Rz %
图6.3.7b) 轮廓的支承长度率